Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Кыргызской Республики

Кыргызский государственный технический университет

им. И. Раззакова

Энергетический факультет

Кафедра «Возобновляемые источники энергии»

Курсовой проект

по дисциплине «Гидравлические машины»

по теме: Выбор системы, типа гидротурбины и разработка эскиза турбинной установки

Выполнил: студент гр. ЭЭ-ТПУ-1-14

Принял: к.т.н., доцент Жабудаев Т.Ж.

Бишкек - 2017

Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова. Институт Совместных Образовательных Программ.

Кафедра: Возобновляемые источники энергии

«Утверждаю»

Зав. кафедрой к.т.н., доцент Т.Ж. Жабудаев.

Задание на курсовой проект по дисциплине «Гидравлические машины» студенту Алманбету Н. курса 4 группы ЭЭ-ТПУ-1-14

По теме: Выбор типа гидротурбины и разработка эскиза турбинной установки».

Исходные данные:

Установленная мощность ГЭС N_{ГЭС= 1 120 000} кВт

Количество агрегатов ГЭС z_агр=4

Мощность одного агрегата N_Т= 280000 кВт

Температура места расположения ГЭС t_н= 5 ^оС

Универсальная характеристика

Отметки горизонтов верхнего и нижнего уровней воды

Уровни воды	Отметки, м
	Расчетная	Максимальная	Минимальная
Верхний уровень (ВУ)	1087	1100	1080
Нижний уровень (НУ)	935	943	930

Состав и объем проекта.

Пояснительная записка включает в себя следующие этапы:

Выбор типа турбины и определение ее основных параметров.

Расчет и построение рабочих характеристик выбранной турбины.

Построение эксплуатационной характеристики турбины.

Гидромеханический расчет спиральной камеры.

Определение основных размеров и конфигурации отсасывающей трубы.

Разработка габаритного эскиза турбинной установки.

Гидравлические расчеты сопровождаются таблицами, рабочими и эксплуатационными характеристиками. Рекомендуется строить каждую группу графиков на отдельном листе миллиметровой бумаги формата A3. Масштабы должны быть удобными для пользования (одинаковыми для всех графиков).

Расчетные формулы приводятся с расшифровкой величин и ссылкой на литературные источники. Расчеты выполняются с использованием нормативной и справочной литературы. Объем расчетно-пояснительной записки 25-30 страниц.

Графическая часть.

На ватмане формата А1 вычертить в масштабе 1:20; 1:50; 1:100 или 1:200 габаритный эскиз установки турбины. Все характерные размеры проточной части пересчитать с модельной турбины (по эскизу, помещенному в левой части универсальной характеристики), пересчет производится умножением соответствующих коэффициентов на диаметр рабочего колеса D₁. На чертеже размеры указываются либо все в м, либо все в мм.

Чертежи выполнить в соответствии с требованиями ГОСТ.

График выполнения проекта

Сроки выполнения	Наименование работ	Отметка о выполнении
3 - 6 недели	Выбор типа турбины, определение ее основных параметров. Расчет и построение рабочих характеристик выбранной турбины.
7 - 9 недели	Построение эксплуатационной характеристики турбины. Гидромеханический расчет спиральной камеры. Определение основных размеров и конфигурации отсасывающей трубы.
10- 12 недели	Разработка габаритного эскиза турбинной установки.
13 - 15 недели	Проверка, оформление и защита курсового проекта.

Дата выдачи задания ________ Подпись студента _________

Дата защиты проекта________ Подпись преподавателя ______

Бишкек 2015.

1. Выбор гидротурбины

1.1. Определение рабочих напоров гидротурбины:

(1)

где С - отметки горизонтов верхнего и нижнего уровней, м (указываются в задании).

1.2. Выбор системы и типа гидротурбины производится по величине максимального напора так, чтобы значение было бы близко к предельному напору выбранного типа, но не превышало его, т.е. .

Выбираем два типа турбин ПЛД170 и РО170

1.3. Определение номинального диаметра рабочего колеса D₁, м, выбранных типов турбин (предварительно).

(2)

где N_Т - мощность турбины, кВт; Н_р - расчетный напор, м; Qў₁ -приведенный расход воды, принятый по /Л.8/ табл. 1-4, м³/с; - КПД модельной турбины, рекомендуется подставлять значение КПД модели h_{м о}, которое указано по /Л.8/ табл. 1-4.

Полученное по формуле (2) значение D₁ округляется до ближайшего стандартного значения по /Л.8/ .

Получаем для ПЛД турбины D₁=4,5 и 4,75 м

для РО турбины D₁=4,25 и 4,5 м

1.4. Определение максимального значения КПД натурной турбины h_{н о}

_{н о} = 1- (1- h_{м о} )[0,25+0,75(Re_м / Re_н)^0,2]. (3)

Для ПЛД

h_{н о} = 1- (1- _,9_9 )[0,25+0,75(0,46)=0,945

h_{н о} = 1- (1- _,9_9 )[0,25+0,75(0,45)=0,946

Для РО

h_{н о} = 1- (1- _,923 )[0,25+0,75(0,445)=0,955

h_{н о} = 1- (1- _,923 )[0,25+0,75(0,44)=0,9593

Здесь и в дальнейшем индекс «н» относится к натурной, индекс «м» - к модельной турбинам; h_{м о}- максимальное значение КПД модели (указано по /Л.8/ табл. 1-4); Re - число Рейнольдса, причем

(Re_м /Re_н)^0,2 = (х_н / х_м) ^0,2 (D_1м / D_1н) ^0,2(Н_м / Н_н) ^{0, 1} , (4)

Для ПЛД.

(Re_м /Re_н)^0,2 = (1,51 / 0,828) ^0,2 (0,325 / 4,5) ^0,2(4 / 152) ^{0, 1} =0,46

(Re_м /Re_н)^0,2 = (1,51 / 0,828) ^0,2 (0,325 / 4,75) ^0,2(4 / 152) ^{0, 1} =0,45

Для РО.

(Re_м /Re_н)^0,2 = (1,51 / 1,426) ^0,2 (0,4355 / 4,25) ^0,2(4 / 152) ^{0, 1} =0,445

(Re_м /Re_н)^0,2 = (1,51 / 1,426) ^0,2 (0,4355 / 4,5) ^0,2(4 / 152) ^{0, 1} =0,44

где х- коэффициент кинематической вязкости воды, зависящий от ее температуры t.

Значения номинального диаметра модели D_1м, напора, при котором проводились ее испытания Н_м, и температуры воды при испытаниях t_м указаны в /Л.8/ табл. 1-4. В качестве D_1н подставляется принятое стандартное значение D₁, а Н_н принимается равным Н_р. Зависимость х(t) приводится в /Л.8/ табл. 5.

Таблица 1. Максимальное значение кпд натурной турбины.

Тип турбины	Для D1, мм	Для D1, мм
	ПЛД	РО
hн о	0,945	0,946	0,955	0,9593

1.5. Определение поправки КПД за счет масштабного эффекта и отношения КПД натурной и модельной турбин в оптимальном режиме:

, (5)

,

,

,

,

. (6)

.

.

.

Таблица 2. Масштабные коэффициенты и поправки КПД.

Тип турбины	Для D1, мм	Для D1, мм
	ПЛД	РО
Dh	0,036	0,035	0,032	0,0363
m	1,039	1,041	1,034	1,039

1.6. Определение частоты вращения турбины:

, (7)

Для ПЛД.

Для РО

где nў_1p , об/мин - расчетное значение приведенной частоты вращения. Предварительно принимаем nў_1p = nў_1о по /Л.8/ табл. 1-4.

Полученное по формуле (7) значение округляется до ближайшего (большего или меньшего) синхронного значения частоты вращения nc, об/мин по /Л.8/ табл. 1-4.

Таблица 3. Частота вращения турбин.

Тип турбины	ПЛД D1, мм	РО D1, мм
	мин	макс	мин	макс
nў1p = nў1о, об/мин	82	82	68	68
n, об/мин	228,9	217,15	200,5	189
nc, об/мин	230,8	214,3	200	187,5

1.7. Уточнение расчетной приведенной частоты вращения:

, (8)

Для ПЛД

Для РО

где n, об/мин - принятое синхронное значение частоты вращения.

Таблица 4. Уточнение частоты вращения турбин.

Тип турбины	ПЛД D1, мм	РО D1, мм
	мин	макс	мин	макс
nў1p	81,82	81,99	67,9	67,67

1.8. Определение рабочей зоны турбины на универсальной характеристике:

, (9)

. (10)

Таблица 5. Рабочая зона выбранных типов турбин.

Тип турбины	ПЛД D1, мм	РО D1, мм
	мин	макс	мин	макс
nў1max, об/мин	86,33	86,37	71,59	71,53
nў1min, об/мин	77,5	77,53	64,27	63,3

1.9. Определение «расчетной точки» турбины на универсальной характеристике. Вычисляется произведением

, (11)

где N, кВт - номинальная мощность турбины по заданию; D₁, м - выбранное стандартное значение; H_р, м - расчетный напор. Далее определяется, в какой точке универсальной характеристики, расположенной на линии nў_1р=соnst, произведение Qў₁ и КПД модели h_м дает значение, полученное по формуле (11). Поиск ведется методом последовательных приближений. Для найденной «расчетной точки» выписываем из универсальной характеристики значения расхода Qў₁ , кпд модели h_м и коэффициента кавитации у.

Таблица 6. Определение «расчетной точки» выбранных типов турбин.

Тип турбины	Для ПЛД D1, мм	Для РО D1, мм
	мин	макс	мин	макс
Qў1hм	0,711	0,636	0,802	0,711
Qў1, м3/с	0,7	0,7	0,75	0,75
hм	0,909	0,909	0,923	0,923
у	0,15	0,15	0,1	0,1

1.10. Определение высоты отсасывания

, (12)

где Н = Н_р, м; у - коэффициент кавитации турбины в «расчетной точке» (см.

п.1.9); С--- отметка расположения рабочего колеса натурной турбины над уровнем моря (принимается СНУ_р); DН_s=1,5 м - дополнительное заглубление рабочего колеса, учитывающее неточности определения у при испытаниях моделей, масштабный эффект и антикавитационный запас; DZ_x.пл- разность высотных отметок двух характерных плоскостей турбины: новой, относительно которой определяется Н_s натурной турбины, и старой, относительно которой определялась Н_sм при кавитационных испытаниях моделей. DZ_x.пл определяется следующим образом:

· для осевых горизонтальных капсульных турбин (ПЛ-ГК) DZ_x.пл = - D₁ /2;

· для осевых вертикальных ПЛ - турбин (ПЛ-В) DZ_x.пл = 0;

· для вертикальных ПЛД- и РО - турбин DZ_x.пл = b_о /2.

Здесь b_о - высота направляющего аппарата (НА) турбины, которая пересчитывается с модели

, (13)

где b_{о м} - высота направляющего аппарата модельной турбины (указана на УХ, а также в /Л.8/ табл. 1-4); D_1м - диаметр модели (указан на УХ, а также в /Л.8/ табл. 1-4).

Таблица 7. Высота отсасывания (допустимая) выбранных типов турбин.

Тип турбины	Для ПЛД D1, мм	Для РО D1, мм
	мин	макс	мин	макс
Нs, м	-13,746	-13,658	-6,763	-6,7058

1.11. Высоты заглубления подошвы отсасывающей трубы относительно нижнего бьефа определяются так:

· для ПЛД и РО:

.

Причем значения:

· высоты отсасывающей трубы h по /Л.8/ табл. 18;

1.12. Сопоставление различных вариантов турбин и выбор оптимального.

Данные расчетов по всем рассматриваемым вариантам турбин сводятся в табл. 8.

При определении h_н в «расчетной точке» (табл. 8, граф. 7) следует учесть поправку на масштабный эффект:

h_н = h_м + Dh, (14)

h_н =0,909 + _,_36=_,945,

h_н =0,909 + _,_35=_,944,

h_н =0,923 + _,_3=_,955,

h_н =0,923 + _,_363=_,9593,

где h_м - КПД модели в «расчетной точке»; Dh - определенная по формуле (5) поправка.

Таблица 8.

№ варианта	Марка турбины	D1, м	n, об/мин	Нs, м	hн о, %	hн в «расчетной точке»	nў1p, об/мин	nў1о, об/мин	В, м	hз, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	ПЛД170	4,5	230,8	-13,74	0,945	0,945	81,82	228,9		-0,904
2	ПЛД170	4,75	214,3	-13,65	0,944	0,944	81,89	217,15		-0,1025
3	РО170	4,25	200	-6,76	0,955	0,955	67,9	200,5		4,8375
4	РО170	4,5	187,5	-6,70	0,9593	0,9593	67,67	189		5,5772

Сравним различные варианты турбин.

турбина спиральный камера гидромеханический

2. Расчет и построение рабочих характеристик гидротурбины

Для выбранной гидротурбины необходимо рассчитать и построить зависимость

h=f(N), H_S=f₁(N), и Q=f₂(N)

при нормальной (синхронной) частоте вращения n для четырех значений напора, а именно: H_p, , и H_ср, причем среднее значение (с округлением до 0,5 м) определяется так:

H_ср=(H_p +)/2, если (- H_p) >( H_p -);

H_ср=(H_p +)/2, если (- H_p) <( H_p -).

Расчет рабочих характеристик производится на основании УХ модели. Данные расчета рекомендуется свести в табл. 9.

Пояснения к табл. 9.

2.1. Такие таблицы заполняются для каждого напора H_p, , и H_ср. Каждому напору соответствует определенное значение приведенной частоты вращения, определяемое по формуле

. (15)

2.2. В графы 2 и 3 табл. 9 записываются значения КПД модели и приведенного расхода, определяемые по универсальной характеристике модели в точках пересечения линии nў₁=const с изолиниями КПД. Рекомендуется пересчитать и режимы с наибольшим значением h_м при каждом nў₁, которые определяются по универсальной характеристике в середине между точками пересечения линии nў₁=const с центральной изолинией КПД.

2.3. В графы 4, 5 и 6 табл. 9 записываются значения коэффициента кавитации s, КПД модели h_{м s} и приведенного расхода Qў_1у, определяемые по универсальной характеристике в точках пересечения линии nў₁=const с изолиниями s. При этом значения h_{м s} определяются с помощью линейной интерполяции.

2.4. В графы 7, 8 и 9 табл. 9 записываются значения КПД, расхода и мощности натурной турбины, вычисленные по формулам

h--= h_м + Dh; (16)

Q = D²₁(mH)^0,5Qў₁ = k_QQў₁; (17)

N = 9,81D²₁(mH)^1,5Qў₁h_м = k_NQў₁h_м . (18)

Здесь Dh--- поправка на масштабный эффект, вычисленная по формуле (5) для оптимального режима турбины и условно принимаемая постоянной во всей рабочей зоне турбины; m - вычисленное по формуле (6) отношение КПД натуры и модели; значения h_м и Qў₁ берутся из граф 2 и 3 табл. 9.

2.5. В графах 10 и 11 табл. 9 записываются значения допустимой высоты отсасывания , вычисляемые по формуле (12), и соответствующие им значения мощности натурной турбины:

N_у = k_NQў_1у h_{м у ,} (19)

где k_N - определенный по формуле (18) коэффициент мощности, Qў_1у и h_{м у} берутся из граф 5 и 6 табл. 9. В формулу (12) надо подставлять то значение напора, для которого вычисляется H_S.

2.6. По данным табл. 9 строятся рабочие характеристики турбины для четырех напоров, причем данные берутся для:

· h--= f (N) - из граф 7 и 9;

· H_S = f₁ (N) - из граф 10 и 11;

· Q = f₂ (N) - из граф 8 и 9.

Таблица 9а.

Для Н_р= м

№ точек	Модель nў1= об/мин	Натура НР= м; kQ= kN=
	hм	Qў1, м3/с	у	hм у	Qў1у, м3/с	h	Q, м3/с	N, кВт	Нs, м	Nу, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Таблица 9в

Для Н_max= м

№ точек	Модель nў1= об/мин	Натура Нmax= м; kQ= kN=
	hм	Qў1, м3/с	у	hм у	Qў1у, м3/с	h	Q,--м3/с	N, кВт	Нs, м	Nу, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Таблица 9в

Для Н_ср= м

№ точек	Модель nў1= об/мин	Натура Нср= м; kQ= kN=
	hм	Qў1, м3/с	у	hм у	Qў1у, м3/с	h	Q, м3/с	N, кВт	Нs, м	Nу, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Таблица 9г

Для Н_min= м

№ точек	Модель nў1= об/мин	Натура Нmin= м; kQ= kN=
	hм	Qў1, м3/с	у	hм у	Qў1у, м3/с	h	Q, м3/с	N, кВт	Нs, м	Nу, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3. Построение эксплуатационной характеристики турбины

Необходимо построить эксплуатационную напорно-мощностную характеристику турбины, используя для этой цели построенные рабочие характеристики

h=f(N) и H_S=f₁(N),

а также вспомогательные зависимости открытий направляющего аппарата

а_о=f₃(N)

и углов установки лопастей рабочего колеса поворотно-лопастных турбин

j--=f₄ (N).

3.1. Расчет зависимостей

а_о=f₃ (N) и j=f₄ (N)

проводится на основании универсальной характеристики турбины для четырех напоров (H_р, , , H_cр). Данные расчета рекомендуется свести в табл. 10 и 11.

3.2. В графы 2, 3 и 4 табл. 10 записываются значения открытия модели а_ом, КПД модели и приведенного расхода в точках пересечения горизонтали nў₁=cоnst c изолиниями а_ом на универсальной характеристике (значения h_м определяются интерполяцией).

3.3. В графу 5 табл. 10 записываются значения а_о натурной турбины, определяемые по формуле

а_о = а_{о м}· D_о /D_{о м}· Z_{о м} /Z_о, (20)

где D_ом и Z_ом - диаметр окружности расположения осей лопаток направляющего аппарата и число этих лопаток у модели (указаны на универсальной характеристике); D_о и Z_о- то же для натурной турбины в соответствии со стандартом, указаны в /Л.8/ табл. 16, причем для ПЛ - и РО - турбин

D_о = 1,2 · D₁, (21)

а для ПЛД - турбин согласно табл. 20 /Л.8/.

3.4. В графу 1 табл. 11 записываются значения угла j модели, обозначенные на универсальной характеристике. Эти же значения угла j принимаются и для натурной турбины.

3.5. В графы 2 и 3 табл. 11 записываются значения КПД модели h_м и приведенного расхода Qў₁, определяемые по универсальной характеристике в точках пересечения горизонтали nў₁=const с линиями угла установки j (значения h_м определяются интерполяцией).

3.6. Мощность в графе 6 (табл. 10) и в графе 4 (табл. 11) определяется по формуле (18).

3.7. Используя данные табл. 10 и 11, строят зависимости

а_о= f₃ (N) и j=f₄ (N)

(для поворотно-лопастных и диагональных гидротурбин) для четырех напоров.

3.8. В координатах N, H наносятся изолинии КПД h-- (8-10 кривых через 1 - 2 % КПД), линии равных допустимых высот отсасывания (4 - 5 линий), линии равных открытий направляющего аппарата а_о и линии равных углов установки лопастей j (для поворотно-лопастных турбин). Для этой цели графики зависимостей

h=f(N), H_S=f₁(N), а_о=f₃(N) и j=f₄(N)

рассекаются горизонтальными линиями, и точки их пересечения переносятся на поле N, H (по соответствующим значениям напора и мощности). Соединяя точки равных КПД, равных и т.д., получают эксплуатационную характеристику.

3.9. На эксплуатационной характеристике проводится линия ограничения мощности, причем:

а) на участке от до H_р линия ограничения, как правило, является вертикальной прямой (N=const) и соответствует значению номинальной мощности турбины (ограничение по генератору);

б) на участке от H_р до линия ограничения является наклонной линией и соответствует постоянству одного из следующих параметров:

а_о = сonst (ограничение по а_{о макс});

j = const (ограничение по j_макс);

=const (ограничение по _мин).

При этом ограничивающее значение принятого параметра (а_о, j или ) соответствует величине этого параметра в «расчетной точке» и определяется из построенных графиков а_о=f₃(N), j--=f₄(N), =f₁(N) для H_р и заданной номинальной мощности. Из этих же графиков определяется и значение мощности N*, которое соответствует линии ограничения при H_мин.

Конструктивная реализация линии ограничения проще всего осуществляется при а_о=const или j--=const. Поэтому следует отдавать им предпочтение.

Таблица 10а

Для Н_р= м

№ точек	Модель nў1 = об/мин	Натура Нр = м; kN =
	ао м, мм	hм	Qў1, м3/с	ао, мм	N,кВт
1	2	3	4	5	6
1
2
3
4
5
6

Таблица 11а

j--о	Модель nў1 = об/мин	Натура Нр = м; kN =
	hм	Qў1, м3/с	N, кВт
1	2	3	4

Таблица 10б

Для Н_max= м

№ точек	Модель nў1 = об/мин	Натура Нmax = м; kN =
	ао м, мм	hм	Qў1, м3/с	ао, мм	N, кВт
1	2	3	4	5	6
1
2
3
4
5

Таблица 11б

j--о	Модель nў1 = об/мин	Натура Нmax = м; kN =
	hм	Qў1, м3/с	N, кВт
1	2	3	4

Таблица 10в

Для Н_ср= м

№ точек	Модель nў1 = об/мин	Натура Нср = м; kN =
	ао м, мм	hм	Qў1, м3/с	ао, мм	N, кВт
1	2	3	4	5	6
1
2
3
4
5
6
7

Таблица 11в

j--о	Модель nў1 = об/мин	Натура Нср = м; kN =
	hм	Qў1, м3/с	N, кВт
1	2	3	4

Таблица 10г

Для Н_min= м

№ точек	Модель nў1 = об/мин	Натура Нmin = м; kN =
	ао м, мм	hм	Qў1, м3/с	ао, мм	N, кВт
1	2	3	4	5	6
1
2
3
4

Таблица 11г

j--о	Модель nў1 = об/мин	Натура Нmin = м; kN =
	hм	Qў1, м3/с	N, кВт
1	2	3	4

3.10. Указания.

а) На эксплуатационной характеристике необходимо замкнуть те изолинии КПД, которые замыкаются в поле характеристики (в пределах от до ). Для этого по формуле (16) определяется соответствующее значение hў_м =- (где из п.1.5, - КПД, для которого проводится расчет для замыкания), и по нему на универсальной характеристике находится изолиния hў_м=const. Далее на универсальной характеристике определяются верхняя и нижняя горизонтали nў₁=соnst, являющиеся касательными к изолинии hў_м=соnst, и в точках касания определяются значения nў₁, Qў₁, по которым рассчитываются по формулам (15) и (18) значения Н и N точек замыкания кривой на эксплуатационной характеристике.

Вывод напора Н из формулы (15)

где m - из п. 1.5; п - из п. 1.6.

Из формулы (18) мощность выражается

.

Вычисления свести в табл. 1.

Таблица 12

h	hўм	Qў1, м3/с	nў1, об/мин	Н, м	N, кВт
1	2	3	4	5	6

4. Разработка габаритного эскиза турбинной установки

4.1 Турбинные камеры

В зависимости от значения напора спиральные камеры выполняются бетонными, металлическими или сталежелезобетонными.

При напорах до 50 м применяются бетонные, от 50 до 80 м - бетонные с металлической облицовкой, от 40 до 700 м - металлические в сварном или литом исполнении, при напорах 100-300 м и больших расходах - сталежелезобетонные камеры.

Значения применяющихся углов и приведены в таблице 11 /Л.8/.

4.2 Гидромеханический расчет спиральной камеры

4.2.1. Средняя скорость во входном сечении спирального канала определяется от напора либо по кривой /Л.3, рис. 101/, либо по формуле

(22)

где k_с - скоростной коэффициент: для турбин с бетонными спиральными камерами 0,85 при Н=40м, 1,0 при Н=3м; с металлическими камерами - 0,5 при Н=500м и 0,85 при Н=40м. При промежуточных напорах его определяют линейной интерполяцией по указанным выше крайним значениям.

Например,

k_с=0,5+(0,85-0,5).

4.2.2. Расход воды Q_o, м³/сек, через турбину при номинальной мощности N и расчетном напоре Н_р

Q_o=. (23)

4.2.3. Полный расход , м³/сек, через спираль во входном ее сечении, соответствующий наибольшему координатному углу (углу охвата) j^о_макс , равен

=. (24)

4.2.4. Радиус входного сечения спирали, м:

. (25)

4.2.5. Радиус выходных кромок колонн статора, м:

r _b=, (26)

где D_b - диаметр окружности, проходящий через выходные кромки колонн или ребер статора, м, даны в табл. 16 /Л.8/.

4.2.6. Радиус входных кромок колонн статора, м:

r_a=, (27)

где D_a - диаметр окружности, проходящий через входные кромки колонн или ребер статора, м, даны в табл. 16 /Л.8/.

4.2.7. Постоянная спирали С

С= (28)

4.2.8. Радиусы меридиональных сечений и радиусов, наиболее удаленных от оси точек этих сечений при различных углах находятся на основе формулы

, (29)

и определяется соответствующая величина

r = r_а+2с. (30)

4.2.9. Диаметр сечения, примыкающего к трубопроводу и пропускающего полный расход Q_o, м:

D_тр= . (31)

4.2.10. Площадь входного сечения, м²:

. (32)

4.2.11. Расход Q, м³/сек, для различных радиальных сечений:

. (33)

4.2.12. Средние окружные скорости воды в сечениях спирали, м/сек:

. (34)

4.2.13. Длина L, м:

, (35)

где = 15⁰.

4.2.14. Следует заметить, что ближайшие к зубу радиальные сечения (16-23) имеют эллиптическую форму. Размеры эллипсов определяются расчетом, принимая

.

Для нахождения эллипса определим среднюю скорость, м/сек:

. (36)

Определим радиус эллипса, м:

(37)

Результаты этих расчетов занесены в табл. 13.

4.3 Расчет отсасывающей трубы

Нормы технологического проектирования гидроэлектростанций рекомендуют принимать высоту отсасывающих труб h для осевых турбин не менее , для радиально-осевых турбин - не менее и для диагональных - не менее .

В табл. 18 ...